(57)【要約】【課題】振動によって容器内の部品を移動させる際に、容器の側壁内面に静電気によって部品が吸着されるのを防止する。【解決手段】パレット１１の側壁内面の全周に凹凸面２１が設けられている。振動式部品整列装置２は、例えば、棒状のガラス管を多数収容したパレット１１を矢印Ｘ方向に振動させ、かつ矢印Ｚ方向に揺動させる。この振動及び揺動により、ガラス管がパレット１１内を流動し、底面に設けられた収納穴１７ａに個別に収納される。このガラス管の流動時に、ガラス管同士の摩擦、ガラス管とパレット１１との摩擦によって静電気が発生するが、凹凸面２１によりガラス管と側壁内面との接触面積が小さくされているため、ガラス管がパレット１１の側壁内面に吸着することはない。【選択図】図１
2007217088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品を収容する容器と、この容器を振動させて該部品を容器内で移動させる振動発生手段とを備える振動式部品移動装置において、
前記容器の側壁内面に凹凸面を設け、静電気による該側壁内面への部品の吸着を防止することを特徴とする振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項２】
前記凹凸面は、円弧状の凹部を有し、この凹部の深さをＦ、前記部品の幅寸法をＤとしたとき、Ｆ≦Ｄであることを特徴とする請求項１記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項３】
前記凹凸面は、平面状の凸部を有し、この凸部の幅をＷ、前記部品の長さをＬ、該凸部と部品との接触長さをＫとしたとき、凸部の幅Ｗは、Ｌ／５≧Ｋ≧０となるように設定されることを特徴とする請求項２記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項４】
前記凸部の角部に円弧状の面取りを設け、この面取りの半径Ｒは、Ｒ≧Ｄ／１０であることを特徴とする請求項３記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項５】
前記凹凸面は、円弧状の凸部を有することを特徴とする請求項２記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項６】
前記凸部のピッチＰは、Ｌ／５≦Ｐ≦２Ｌであることを特徴とする請求項３ないし５いずれか記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項７】
前記凹凸面は、円弧状の凸部を有し、この凸部の間に配される凹部の深さＦ１は、前記部品の幅寸法をＤ１としたときに、Ｆ１＜Ｄ１であることを特徴とする請求項１記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項８】
前記凹凸面は、平面状の凹部を有し、前記部品の長さをＬ１、凹部の幅をＷ１としたとき、Ｗ１＜Ｌ１であることを特徴とする請求項７記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項９】
前記凸部のピッチＰ１は、前記部品の長さをＬ１としたときに、Ｌ１／５≦Ｐ１≦２・Ｌ１であることを特徴とする請求項７または８記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項１０】
前記容器内の部品に除電エアを吹き付ける除電手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし９いずれか記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項１１】
前記振動式部品移動装置は、振動によって移動された部品を容器の底板に設けられた収納穴に収納して整列を行う振動式部品整列装置であることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【請求項１２】
前記振動式部品移動装置は、容器の振動によって部品を該容器の外まで移動させ、他の装置に供給する振動式ホッパーであることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか記載の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を振動させることにより内部に収容した部品を移動させる振動式部品移動装置に関し、更に詳しくは、静電気による容器の側壁内面への部品の吸着を防止する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の小部品を移動させる部品移動装置として、振動式部品移動装置が知られている。この振動式部品移動装置は、部品が収容された容器を振動させ、この容器内で部品を移動させる。振動式部品移動装置には、部品を整列させながら移動させる振動式ボウルフィーダや、振動式直進フィーダ、これらのフィーダに所定量ずつ部品を供給する振動式ホッパー、多数の小部品を一定の位置に整列させる振動式部品整列装置等がある。
【０００３】
振動式部品整列装置は、例えば、多数の小部品が収容されるトレイ状のパレットと、このパレットを保持するパレット保持台と、このパレット保持台を振動させる振動機構と、この振動中のパレット保持台を揺動させる揺動機構とを備えている。パレットの底板の中央部には、部品が個別に収納される複数個の凹状の収納部が、端部には、パレットが揺動されて部品が流れてきたときに部品の方向を揃える整列溝が設けられている。そして、パレット内に多数の部品を収容させ、パレット保持台を振動及び揺動させることにより、多数の部品がパレット内で移動し、各収納部内に収納される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
振動式部品整列装置は、キセノン管を構成するガラス管の整列にも用いられている。このガラス管は、例えば、直径が１．０〜２．５ｍｍ、長さが１０〜２５ｍｍ程度の円筒形状であり、パレット内に多数本が収容されて振動及び揺動され、パレットの底板中央部に設けられた複数個の収納部に１本ずつ収納される。
【０００５】
上記振動式部品整列装置に関わらず、振動式部品移動装置では、振動による部品同士の摩擦、部品と容器との摩擦によって静電気が発生することが知られている。静電気が発生すると部品は容器の側壁内面に吸着してしまい、移動せずに長期間滞留する。例えば、上述したガラス管の場合、パレットに吸着したガラス管は、すぐに収納部に収納されたガラス管よりも長期にわたって摩擦されるため、擦り傷や欠け等が発生するという問題がある。
【０００６】
また、製造効率の観点からすれば、振動式部品整列装置によって整列された部品の取り出しは、ロボット等による自動化を図ることが好ましい。しかし、パレットの側壁内面に吸着した部品が自動ハンドによる部品取出しの妨げとなるため、従来の振動式部品整列装置の自動化採用例は非常に少ない。
【０００７】
上記問題を解決するために、特許文献２記載の発明では、除電エアを混入させた圧縮エアを部品に吹き付けて除電を行っている。また、特許文献３記載の発明では、部品に圧縮エアが当たりやすくするために、搬送面の形状を工夫している。
【特許文献１】特開平０１−２６７２１０号公報
【特許文献２】特開２０００−２６４４３１号公報
【特許文献３】特開２００２−００２９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、振動式部品整列装置は、部品の搬送幅が広く大量の部品が擦れあうため、帯電が大きいという問題がある。
また、小さく軽い部品は、圧縮エアが当たると姿勢が崩れて整列不能になるため、圧縮エアの供給量が制限されてしまい十分な除電が行えないという問題がある。
更に、振動式部品整列装置や振動式ホッパーでは、大量の部品が塊状になるため、中心部分の部品に圧縮エアを吹き付けることができないという問題もある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するために、振動式部品移動装置の容器の側壁内面に、静電気によって部品が吸着されるのを防止する構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の振動式部品移動装置の部品吸着防止構造は、容器の側壁内面に凹凸面を設け、静電気による該側壁内面への部品の吸着を防止するようにしたものである。
【００１１】
また、凹凸面の凹部を円弧状とし、この凹部の深さをＦ、部品の幅寸法をＤとしたときに、Ｆ≦Ｄとなるようにしたものである。
【００１２】
また、凹凸面の凸部を平面状とし、この凸部の幅をＷ、部品の長さをＬ、凸部と部品との接触長さをＫとしたとき、Ｌ／５≧Ｋ≧０の関係となるように凸部の幅Ｗを設定するようにしたものである。
【００１３】
また、凸部の角部に円弧状の面取りを設け、この面取りの半径Ｒが、Ｒ≧Ｄ／１０となるようにしたものである。
【００１４】
なお、凸部としては、円弧状の凸部を用いてもよい。
更に、凸部のピッチＰは、Ｌ／５≦Ｐ≦２Ｌであることが好ましい。
【００１５】
また、凹凸面の凸部を円弧状にし、この凸部の間に配される凹部の深さをＦ１、部品の幅寸法をＤ１としたときに、Ｆ１＜Ｄ１となるようにしたものである。
【００１６】
更に、凹凸面の凹部を平面状とし、部品の長さをＬ１、凹部の幅をＷ１としたとき、Ｗ１＜Ｌ１となるようにしたものである。
【００１７】
また、凸部のピッチＰ１は、部品の長さをＬ１としたときに、Ｌ１／５≦Ｐ１≦２・Ｌ１となるようにしたものである。
【００１８】
また、容器内の部品に除電エアを吹き付ける除電手段を設けることも好ましい。
【００１９】
更に、振動式部品移動装置としては、容器の底板に設けられた収納穴に、振動によって移動された部品を収納して整列を行う振動式部品整列装置や、振動式ホッパー等を用いることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、容器に設けた凹凸面により、部品との接触面積が小さくなるため、静電気による吸着を防止することができる。
また、凹部の深さを部品の幅寸法よりも小さくしたので、部品が凹部内に入り込んで吸着されることもない。
更に、凸部を平面状にする場合には、この凸部と部品との接触長さが部品の長さに対して十分に小さくなるように凸部の幅を設定するようにしたので、部品が凸部に吸着することはない。
また、凸部の角部に円弧状の面取りを設けたので、凸部と部品とが突き当たることによる部品の破損を防止することができる。
更に、凸部のピッチが極端に小さくならないようにしたので、凸部の個数が少なくなり、突き当たりによる部品の破損を防止することができる。また、凸部のピッチが極端に広くならないようにしたので、部品と凹部とが近接する長さが短くなり、吸着を防止することができる。
【００２１】
また、凸部を円弧状にする場合には、この凸部の間に配される凹部の深さが部品の幅寸法よりも小さくなるようにしたので、部品が凹部内に入り込んで吸着されることはない。  更に、凹凸面の凹部を平面状とする場合には、凹部の幅が部品の長さよりも十分に短くなるようにしたので、部品が平面状の凹部に吸着することはない。
また、凸部のピッチが極端に小さくならないようにしたので、凸部の個数が少なくなり、突き当たりによる部品の破損を防止することができる。また、凸部のピッチが極端に広くならないようにしたので、部品と凹部とが近接する長さが短くなり、吸着を防止することができる。
【００２２】
更に、容器内の部品に除電エアを吹き付けるようにしたので、静電気による部品の吸着を軽減させることができる。また、振動式部品移動装置として、振動式部品整列装置や振動式ホッパー等、様々な機器に対応することができ、振動を用いて部品を移動させる装置の自動化適性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に示すように、本発明を実施した振動式部品整列装置２は、部品の整列を行う部品整列ユニット３と、この部品整列ユニット３に収容された部品に対して除電エア６を吹き付ける除電ユニット４と、部品整列ユニット３と除電ユニット４とを制御するコントローラ５とから構成されている。
【００２４】
部品整列ユニット３は、箱形状の基台部８と、この基台部８の上部に設けられる機構部９と、この機構部９の上部に設けられるパレット保持台１０と、このパレット保持台１０に保持されるパレット１１とから構成されている。この部品整列ユニット３は、パレット１１内に多数の整列対象部品、例えば、図２に示すキセノン管用のガラス管１４を収容し、パレット１１を振動及び揺動させて整列させる。
【００２５】
基台部８内には、機構部９を駆動させるモータや、このモータ等を制御する制御回路等が組み込まれている。機構部９は、外側が柔軟性を有するジャバラ状の遮蔽材で覆われており、その内部には、パレット保持台１０を矢印Ｘ方向に振動させる振動機構と、この振動中のパレット１１を矢印Ｚ方向に揺動させる揺動機構とが組み込まれている。これらの機構は、基台部８内に組み込まれたモータによって駆動される。パレット保持台１０は、機構部９に保持されて振動及び揺動される保持板１０ａと、この保持板１０ａの端縁に立設された複数個の保持突起１０ｂとからなり、保持したパレット１１がずれ動いたり、パレット保持台１０から落下しないように保持する。
【００２６】
図３に示すように、パレット１１は、底板１１ａと、この底板１１ａの端縁全周に立設された４面の側壁１１ｂ〜１１ｅとを備えるトレイ形状であり、アルミニウムや各種プラスチック材料によって形成されている。底板１１ａ上面の長手方向中央部には、ガラス管１４が１本ずつ収納される凹状の収納穴１７ａが複数個配列された部品整列部１７が設けられている。また、部品整列部１７を挟む底板１１ａの長手方向の両端には、流れてきたガラス管１４を回収して方向を揃える複数本の整列溝１８ａが配列された部品回収部１８が設けられている。
【００２７】
図４（Ａ）に示すように、パレット１１内に多数のガラス管１４を収容し、同図（Ｂ）に示すように振動及び揺動させると、パレット１１内で流動したガラス管１４の一部が部品回収部１８の整列溝１８ａによって方向が揃えられる。そして、同図（Ｃ）に示すように、パレット１１を振動させながら反対側に揺動させると、整列溝１８ａによって方向が揃えられたガラス管１４が部品整列部１７の収納穴１７ａに収納されていき、収納穴１７ａの配置に合せてガラス管１４が整列される。
【００２８】
上記部品整列ユニット３では、部品の搬送幅が広く大量の部品が流動するため、部品同士の摩擦、部品とパレット１１との摩擦によって静電気が発生し、パレット１１の側壁内面に部品が吸着する。特に、部品としてガラス管１４を用いた場合には帯電量が大きくなり、パレット１１内でのガラス管１４の貯留期間が長くなって傷や欠け等の発生原因となる。この問題を解決するため、本発明の振動式部品整列装置２では、パレット１１の側壁１１ｂ〜１１ｅの内面下部に凹凸面２１を設け、側壁１１ｂ〜１１ｅとガラス管１４との接触面積を小さくして静電気による吸着を防止している。
【００２９】
図５に示すように、パレット１１の凹凸面２１は、側壁１１ｂ〜１１ｅの内面と同一面上に設けられた平面状の凸部２４と、側壁１１ｂ〜１１ｅの内面から窪まされた円弧状の凹部２５とから構成されており、ガラス管１４は主に凸部２４に接触する。本実施形態では、ガラス管１４が静電気によってパレット１１に吸着するのを防止するため、下記数式（１）のように、ガラス管１４と凸部２４との接触長さＫが、ガラス管１４の長さＬの１／５以下になるように設定している。これにより、例えば、３箇所の凸部２４がガラス管１４に接触する場合には、凸部２４の長さＷは数式（２）で示す長さとなる。
Ｌ／５≧Ｋ≧０・・・・数式（１）
Ｗ＝Ｋ／３・・・・数式（２）
【００３０】
また、ガラス管１４は、パレット１１内で倒れた状態で凹凸面２１に接触するだけではなく、他のガラス管１４に押されて直立状態となり、凹部２５内に入り込むことも考えられる。このときには、側壁１１ｂ〜１１ｅとガラス管１４との接触面積が比較的大きくなるため、静電気で吸着する可能性が高くなる。そこで、本実施形態では、ガラス管１４の直径をＤ、凹部２５の深さをＦとしたときに、下記数式（３）を満たすようにした。これにより、直立されたガラス管１４と凹部２５との接触面積が極端に大きくなることがないので、吸着は発生しない。
Ｆ≦Ｄ・・・・数式（３）
【００３１】
更に、揺動時にパレット１１内で流動されるガラス管１４は、その端部が凸部２４に突き当たる。この突き当たる回数が多くなると、ガラス管１４の端部に欠け等が発生する。また、凹部２５の幅が広すぎると、ガラス管１４の周面と凹部２５との近接する長さが長くなるため、帯電量が大きいときには吸着が発生する。そこで、これらの問題を解決するために、本実施形態では、凸部２４の間隔Ｐを以下の数式（４）を満たすように設定した。これによれば、凸部２４の数が必要以上に多くなることがないので、ガラス管１４の端部と凸部２４との衝突を少なくすることができる。また、凹部２５の円弧が大きくなりすぎることがないので、静電気によるガラス管１４の吸着を防止することができる。
Ｌ／５≦Ｐ≦２Ｌ・・・・数式（４）
【００３２】
また、図６に示すように、凸部２４にガラス管１４の端部が突き当たったときに欠けが生じるのを防止するために、凸部２４の角部には、突き当たったガラス管１４を滑らせて逃がす円弧状の面取２４ａが設けられている。この面取２４ａの半径Ｒとしては、例えば、以下の数式（５）を満たすことが好ましい。
Ｒ≧Ｄ／１０・・・・数式（５）
【００３３】
なお、本実施形態では、凹凸面２１を側壁１１ｂ〜１１ｅの下端から中間位置程度までしか設けていない。ガラス管１４が積み重なったときに側壁１１ｂ〜１１ｅの上部の平面部分にガラス管１４が接触することがあるが、ガラス管１４自体の重さですぐに落ちるからである。もちろん、側壁の上端まで凹凸面を設けることもできる。
【００３４】
除電ユニット４は、除電エア６を発生させる除電エア発生部３０と、この除電エア発生部３０で発生された除電エア６をパレット１１内のガラス管１４に吹き付けるノズル３１とから構成されている。なお、この除電ユニット４から吹き付けられる除電エア６の風量は、ガラス管１４が吹き飛ばないように弱く設定されているが、上述した凹凸面２１によってパレット１１の側壁１１ｂ〜１１ｅとガラス管１４との接触面積が小さくされているため、静電気でガラス管１４が吸着することはない。
【００３５】
コントローラ５は、ＣＰＵと、このＣＰＵを動作させるプログラムが記憶されたＲＯＭ、設定データ等が記憶されるＲＡＭ、部品整列ユニットや除電ユニットが接続されるＩ／Ｏ等を備えており、部品整列ユニット３と除電ユニット４とを制御して、パレット１の振動ピッチや、揺動角度、揺動速度、除電エア６の風量や吹き付けタイミングなどをコントロールする。
【００３６】
次に、上記実施形態の作用について説明する。図４（Ａ）に示すように、パレット１１に大量のガラス管１４を収容し、パレット保持台１０にセットする。次いで、コントローラ５を操作して、パレット保持台１０の振動強さ、揺動速度、揺動角度、除電エア６の吹き出しタイミング等を設定して振動式部品整列装置２を動作させる。
【００３７】
図４（Ｂ）に示すように、パレット１１の振動及び揺動によって、パレット１１内のガラス管１４は一方の部品回収部１８に流れていき、整列溝１８ａによって方向が揃えられる。パレット１４の揺動方向が逆方向になると、ガラス管１４は、同図（Ｃ）に示すように反対側の部品回収部１８に流れていき、その途中でガラス管１４が収納穴１７ａに収納される。これにより、ガラス管１４が収納穴１７ａに沿って整列される。
【００３８】
ガラス管１４の整列中には、ガラス管１４同士の摩擦、ガラス間１４とパレット１１との摩擦によって静電気が発生する。しかし、除電エア６によって静電気が除去され、パレット１１の凹凸面２１によってパレット１１とガラス管１４との接触面積が小さくされているため、ガラス管１４がパレット１１の側壁内面に吸着することはない。
【実施例】
【００３９】
以上で説明した振動式部品整列装置において、例えば、ガラス管１４の長さＬ＝２０ｍｍ，直径Ｄ＝２．０ｍｍとし、凹凸面２１のＷ，Ｆ，Ｐ，Ｒをそれぞれ以下のように設定した。その結果、静電気によるガラス管１４の吸着が発生せず、ガラス管１４の端部の欠けも防止することができた。
Ｗ＝１．２８ｍｍ
Ｆ＝１．０ｍｍ
Ｐ＝１０ｍｍ
Ｒ＝０．５ｍｍ
【００４０】
なお、上記実施形態では、凹凸面２１として円弧状の凹部２５と平面状の凸部２４を用いたが、図７（Ａ）に示すように、円弧形状の凸部３５と円弧形状の凹部３６とからなる凹凸面３７を用いても良い。また、同図（Ｂ）に示すように、凸部３８と凹部３９とを同程度の曲率の円弧で形成した波状の凹凸面４０を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
更に、図８に示すように、円弧状の凸部４４と、平面状の凹部４５とで凹凸面４６を形成してもよい。この場合には、下記数式（６）のように、凹部４５の幅Ｗ１をガラス管４７の長さＬ１よりも短くすることにより、ガラス管４７が凹部４５に吸着されるのを防止することが好ましい。
また、下記数式（７）のように、凹部４５の深さＦ１をガラス管４７の直径Ｄ１よりも小さくして、直立状態のガラス管４７が吸着されないようにすることが好ましい。
更には、ガラス管４７の端部が凸部４４に突き当たって欠け等が生じるのを防止し、かつ凸部４４とガラス管１４の周面との近接長さが長くなりすぎて吸着が発生するのを防止するために、凸部４４のピッチＰ１は、下記数式（８）を満たす程度とすることが好ましい。
Ｗ１＜Ｌ１・・・・数式（６）
Ｆ１＜Ｄ１・・・・数式（７）
Ｌ１／５≦Ｐ１≦２・Ｌ１・・・・数式（８）
【００４２】
また、上記実施形態では、円弧状の凸部４４の間に平面状の凹部４５を設けたが、図９に示すように、平面状の凹部４５が無い状態、すなわち凸部４４の端部同士が接続された凹凸面５０であっても同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、上記各実施形態では、振動式部品整列装置を例に説明したが、本発明は、振動式ボウルフィーダや、振動式直進フィーダ、振動式ホッパー等、その他の振動式部品移動装置にも適用することができる。
【００４４】
図１０に示すように、振動式ホッパー５５に適用する場合には、多数の部品が収容されるバケット５６の側壁５６ａ〜５６ｃの内面に凹凸面５７を設ける。これにより、振動式ホッパー５５で部品を供給する際にも、静電気による部品の吸着を防止することができる。また、部品としてガラス管等の帯電量が大きな部品を供給する場合には、バケット５６内の部品に除電エア５９を吹き付ける除電ユニット５８を併用するのが好ましい。
【００４５】
また、上記各実施形態では、除電ユニットを使用して部品の除電も行うようにしたが、帯電量の少ない部品の場合には、除電ユニットを使わなくても凹凸面だけで部品の吸着を防止することができる。
更に、ガラス管の整列について説明したが、その他の部品を振動によって移動させる際にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を実施した振動式部品整列装置の構成を示す外観斜視図である。
【図２】振動式部品整列装置によって整列されるガラス管の外観斜視図である。
【図３】パレットの構成を示す外観斜視図である。
【図４】部品の整列状態を示すパレットの断面図である。
【図５】ガラス管とパレットの凹凸面との対応を示す説明図である。
【図６】凹凸面の凸部の形状を示す断面図である。
【図７】別の実施形態の凹凸面を示す断面図である。
【図８】更に別の実施形態の凹凸面を示す断面図である。
【図９】更にまた別の実施形態の凹凸面を示す断面図である。
【図１０】本発明を実施した振動式ホッパーの構成を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
２  振動式部品整列装置
３  部品整列ユニット
４  除電ユニット
５  コントローラ
１１  パレット
１１ｂ〜１１ｅ  側壁
１４，４７  ガラス管
１７ａ  収納穴
２１，３７，４０，４６，５０，５７  凹凸面
２４，３５，３８，４４  凸部
２５，３６，３９，４５  凹部
２４ａ  面取
５５  振動式ホッパー
５６  バケット
【図１】
2007217088.tif 000003
【図２】
2007217088.tif 000004
【図３】
2007217088.tif 000005
【図４】
2007217088.tif 000006
【図５】
2007217088.tif 000007
【図６】
2007217088.tif 000008
【図７】
2007217088.tif 000009
【図８】
2007217088.tif 000010
【図９】
2007217088.tif 000011
【図１０】
2007217088.tif 000012